[题目]空气中氧气含量测定的再认识．Ⅰ．如图是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置．(1)写出红磷燃烧的化学方程式 .现象是．(2)实验原理:由于红磷燃烧消耗空气中的氧气.使瓶内气压减小.烧杯中水倒吸到集气瓶．若装置的气密性良好.操作规范.用量筒测量进入瓶中水的体积.能粗略测得空气中氧气的含量．有实验资料表明:燃烧过程中� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】空气中氧气含量测定的再认识．

Ⅰ．（实验回顾）如图是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置．

（1）写出红磷燃烧的化学方程式________________，现象是_________．

（2）实验原理：由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，使瓶内气压减小，烧杯中水倒吸到集气瓶．若装置的气密性良好，操作规范，用量筒测量进入瓶中水的体积，能粗略测得空气中氧气的含量．

（问题提出）有实验资料表明：燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时，红磷就无法继续燃烧，因此通过上述实验，测置结果与理论值误差较大．

Ⅱ．（实验改进）

根据铁在空气中生锈的原理设计如图实验装置，再次测定空气中氧气含量．装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈．测得实验数据如表

测量项目	实验前	实验后
测量项目	烧杯中水的体积	烧杯中剩余水的体积	集气瓶（扣除内容物）和导管的容积
体积/mL	80.0	54.5	126.0

（交流表达）

（1）铁生锈过程发生复杂的化学反应，首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁[Fe（OH）2]，写出该反应的化学方程式_________．

（2）根据表中数据计算，改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是_____（计算结果精确到0.1%）．

（3）从实验原理角度分析，改进后的实验结果比前者准确度更髙的原因是___________；（写一条）

III．四硫化钠（Na2S4）固体可替代红磷测定空气中氧气的体积分数，反应原理为：2Na2S4+O2+2H2O═8S↓+4NaOH

（查阅资料）①Na2S4受热时，会与空气中的水蒸气反应，生成少量有毒气体硫化氢．

②硫代硫酸钠（Na2S2O3）可溶于水，常温下与NaOH溶液不反应．

③NaOH溶液可吸收硫化氢和二氧化碳．

（实验过程）

①取0.5g碳酸钠、0.2g硫粉混合后置于试管中，加入（如图①所示，夹持装置已略去），制得Na2S4，反应为：4Na2CO3+12S+X2Na2S4+2Na2S2O3+4CO2，X的化学式为___________；

②冷却后，取下棉花，放置一段时间，再向该试管中加入10mL水，迅速塞紧橡胶塞，充分振荡．测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h1（如图②所示）；

③将该试管插入水中（如图③所示），拔下橡胶塞，观察到_________，塞紧橡胶塞．将试管取出，倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离h2，记录数据h2．理论上h2：h1=___________；

④（反思与评价）实验过程①中要塞氢氧化钠溶液的棉花的原因是___________；若实验过程②中，冷却取下棉花后，未放置一段时间即进行后续操作，测定结果_________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”），理由是：_______________．

【答案】红磷剧烈燃烧，产生大量白烟 20.2% 铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底，使实验结果更准确;测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积，使实验结果更准确 O2 有淡黄色固体生成，水进入试管内，进入水的体积约为试管内空气体积的五分之一 5：4 吸收生成的二氧化碳气体和有毒的硫化氢气体偏小试管内的空气成分与外边的空气成分可能有差异

【解析】

Ⅰ．（1）磷燃烧生成五氧化二磷，此反应的化学方程式为：，现象为红磷剧烈燃烧，产生大量白烟；

Ⅱ．交流表达：

（1）根据铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁，反应的化学方程式为：；

（2）根据反应前后烧杯内水的体积变化可以看出，消耗的氧气的体积是：80-54.5=25.5mL，故氧气的体积分数为：；

（3）使用铁的缓慢氧化消耗氧气，使氧气消耗的更为彻底，实验结果更准确，测量时考虑导管容积和扣除内容物后的集气瓶的体积，使实验结果更为准确；

故填：铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底，使实验结果更准确;测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积，使实验结果更准确。

Ⅲ．实验过程：①根据化学反应前后原子的种类和数目不变和，反应前钠原子8个、碳原子4个、氧原子12个、硫原子12个；反应后钠原子8个、碳原子4个、氧原子14个、硫原子12个，可知X的化学式为；

③四硫化钠和氧气、水反应生成淡黄色的硫和氢氧化钠，会使得试管内压强变小，将该试管插入水中（如图3所示），拔下橡胶塞，观察到有淡黄色固体生成，水进入试管内，进入水的体积约为试管内空气体积的五分之一；空气中氧气约占空气体积的五分之一，将试管取出，倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h2，理论上h2：h1=5：4；

④反思与评价：

二氧化碳和NaOH溶液反应生成碳酸钠和水，受热时，会与空气中的水蒸气反应，生成少量有毒气体硫化氢（水溶液呈酸性），所以蘸有浓NaOH溶液的棉花的作用是吸收生成的二氧化碳气体和有毒的硫化氢气体，若实验过程②中，冷却取下棉花后，未放置一段时间即进行后续操作，测定结果偏小，理由是：未放置一段时间会导致试管内的空气成分与外边的空气成分可能有差异。

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（提出问题）滤液中溶质的成分是什么？

猜想一：NaOH猜想二：NaOH、

猜想三：NaOH、猜想四：NaOH、、

经过讨论，大家一致认为猜想四不合理，请用化学方程式说明原因______。

（实验验证）

实验	现象	结论
取少量滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液	无明显现象	猜想 ______ 不成立
另取少量滤液，向其中加入足量稀盐酸	______	猜想三成立